نانوذرات طلا در تصویربرداری و درمان سرطان

محققین انستیتو فناوری جورجیا و دانشگاه كالیفرنیا، سانفرانسیسكو، كه قابلیت كاربرد نانوذرات طلا در تصویربرداری و درمان غیرتهاجمی سرطان را كشف كرده اند، در تحقیقات اخیر موفق به كشف راهی موثرتر و مطمئن تر برای تشخیص و نابود كردن سلول های سرطانی شده اند. نتایج تحقیقات اخیر این گروه نشان داده است كه با تغییر شكل نانوكره های طلا به نانولوله های سیلندری شكل می توان تومورهای بدخیمی كه در بخش های عمیق تر پوست قرار دارند، همانند وضعیتی كه در سرطان سینه مشاهده می شود را تشخیص داد و به طور انتخابی با پرتوی از لیزر كه قدرت آن نصف پرتوهای به كار رفته قبلی است، بدون تخریب سلول های سالم سلول های بدخیم را از بین برد. نتایج این مطالعات كه نشان دهنده امكان درمان غیرتهاجمی سرطان با روشی مطمئن و با نفوذپذیری خوب به بافت های عمقی پوست است در مجله انجمن شیمیدانان آمریكا منتشر شده است.سال گذشته مطالعات گروه تحقیقاتی مصطفی السعید و پدرش ایوان السعید نشان داد كه نانوذرات طلایی كه با آنتی بادی های ضدسرطان روكش داده شده اند قادرند به طور موثری به سلول های سرطانی متصل شوند. وقتی سلول سرطانی به طلا متصل شد نور را منعكس كرده و به راحتی از سلول های سالم تشخیص داده می شود. نانوذرات طلا پرتو لیزر را نیز بسیار راحت جذب می نماید و به این ترتیب سلول های بدخیم روكش داده شده با این ذرات به راحتی از بین می روند. اخیراً گروه فوق دریافتند كه با تغییر شكل نانوذرات طلا از كره به میله ای شكل می توان از طیف نوری با فركانس پایین تری استفاده كرد. به عبارت دیگر، می توان به جای طیف نور مرئی كه برای نانوكره های طلا به كار می رفت از طیف نزدیك مادون قرمز استفاده كرد. به این ترتیب، با توجه به نفوذپذیری بیشتر لیزر با طیف نزدیك مادون قرمز در بافت پوست، در روش اخیر می توان تومورهای عمقی را كه با لیزر مرئی قابل تشخیص نبودند مشخص كرد. به گفته مصطفی السعید می توان با استفاده از نانولوله های طلا امكان جذب و تخریب سلول های عمقی بدخیم را توسط لیزر مادون قرمز عملی كرد. این عمل در حالی اتفاق می افتد كه بافت های سالم این پرتو نوری را جذب نمی كنند. پروتئین گیرنده «فاكتور رشد اپیدرم» بر روی سطح سلول های سرطانی به مقدار زیادی وجود دارد. با كونژوگه كردن نانولوله های طلا به آنتی بادی پروتئین فوق، این محققین توانسته اند نانوذرات را به سلول های سرطانی متصل كنند.در مطالعه اخیر گروه فوق دو رده سلولی سلول های بدخیم اپیتلیوم دهان و یك رده سلول خوش خیم آن را با نانولوله های متصل به آنتی بادی EGFR انكوبه كردند. نتایج حاكی از تشخیص سریع سلول های بدخیم با استفاده از یك میكروسكوپ نوری ساده بود و همچنین نشان داد كه با استفاده از پرتو مداوم لیزر در محدوده طیف نزدیك مادون قرمز می توان با نصف انرژی لازم برای كشتن سلول های سالم، سلول های بدخیم را از بین برد.
دكتر مصطفی السعید افزود: «نتایج مطالعه اخیر ما ارجحیت شكل لوله ای را بر شكل كروی نشان می دهد. البته می توان گفت كه برای پرتودرمانی سرطان پوست یا در موارد تشخیص آن استفاده از اشكال كروی شكل طلا نیز مناسب است. لیكن در مواردی كه پرتودرمانی بافت های عمقی تر پوست مورد نظر است، همانند وضعیتی كه در سرطان سینه مطرح است، استفاده از نانولوله های طلا ضروری به نظر می رسد.»
در ضمن نتایج آزمایش های یك گروه دیگر تحقیقاتی در دانشگاه رایس نیز نشان داده است كه نانوذراتی كه ابعاد كشیده تری دارند خواص نوری خاصی را نشان می دهد كه در تحقیقات مختلف سرطان از ارزش بسیاری برخوردار است. این گروه تحقیقاتی كه به رهبری دكتر نانومی هالاس فعالیت می كند نانوذراتی از طلا و آهن طراحی كرده اند كه شبیه قطعه ای برنج در مقیاس نانو است. نتایج كار این گروه نیز در مجله Nano Letters منتشر شده است. دكتر هالاس می گوید: «در مقیاس نانو شكل ذرات تاثیر بسزایی در چگونگی رفتار آنها در مقابل نور دارد. ما در تحقیقات خود در پی كشف شكل جدیدی بودیم كه بهترین خواص دو شكل فوق (كروی و میله ای ) را كه مناسب ترین رفتار نوری را نشان می دهند، ارائه دهد. این شكل تصادفاً ظاهری مانند یك دانه برنج دارد.»
از نانوذراتی مانند نانوبرنج می توان برای متمركز نمودن نور بر نقطه كوچكی از فضا استفاده نمود.فعالیت محققین دانشگاه رایس بر این ذرات متمركز شده است به طوری كه در حال حاضر قصد دارند از خاصیت این نانوذرات برای بهبود عملكرد میكروسكوپ ها استفاده نمایند. در واقع این محققین امیدوارند كه با چسباندن این دانه ها به پروتئین ها و سطوح سلولی بتوان تصاویر بسیار واضح تری به دست آورد كه تاكنون با هیچ یك از فناوری های موجود قابل دستیابی نبوده است. نانوبرنج ها ظاهری مانند نانوپوسته ها (nanoshells) دارند. هسته نانوبرنج ها و نانوپوسته ها از ماده غیرهادی بوده كه با یك روكش یا پوسته فلزی پوشیده شده است. تحقیقات محققین دانشگاه رایس نشان داده است كه ساختار نانوبرنج ها طوری است كه خواص نوری آنها به مراتب بهتر از نانوپوسته ها و نانولوله ها تحت كنترل است. در حقیقت آزمایش های این گروه حاكی از آن است كه نانوبرنج ها حساس ترین نانوحسگرهایی هستند كه تاكنون توسط بشر طراحی شده است.تحقیقات انجام شده طی دهه گذشته نشان داده است كه تاثیر ذرات بر مقیاس نانو بر تقویت و تمركز نور بسیار شگفت انگیز است. این اثر ناشی از امواجی است كه در اقیانوس الكترون ها به صورت مداوم بر روی سطوح نانوذرات فلزی در حال حركت هستند (پلاسمون ها). هنگامی كه نور با فركانس خاصی به پلاسمونی كه با فركانسی سازگار در حال ارتعاش است برخورد می كند، انرژی آن نور به انرژی الكتریكی تبدیل شده و به صورت پلاسمون در ساختار نانوذرات منتشر می شود.متخصصین با تغییر شكل فلزات در مقیاس نانو می توانند خواص این امواج را تغییر داده و به این ترتیب نحوه پاسخگویی ساختار نانوفلز را كنترل نمایند. به این ترتیب نانوفلزات بر حسب شكلی كه دارند می توانند نورهای زیبا و مشخص را عرضه نمایند. برخی از ساختارهای نانو، مانند نانوبرنج ها و نانوپوسته ها، همانند یك ابرلنز عمل نموده و می توانند امواج نوری را تقویت كرده و بر روی نقاطی بسیار كوچك تر از طول موج آن نور متمركز شوند. این خاصیت ما را قادر خواهد ساخت تا بتوانیم بیو مولكول های خاصی را كه در فرآیند سرطان درگیر هستند، شناسایی نموده و مشخصات آنها را به خوبی تعیین نماییم.
www.sciencedaily.com

دكتر كامبیز گیلانی

منبع : روزنامه شرق